如果把建在集成,、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的電力系統(tǒng)稱為2.0時代,那么在人工智能(AI)進(jìn)入后,,它的3.0時代已經(jīng)開啟,。
百度公司很想第一個吃到螃蟹。2017年年底,,百度公司宣布,,與南方電網(wǎng)廣東公司(下稱“廣東電網(wǎng)”)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,攜手推動電力產(chǎn)業(yè)的智能化升級,?!癆I的時代已經(jīng)到來?!弊鳛榘俣扰c廣東電網(wǎng)簽署上述合作協(xié)議的官方代表,,百度人工智能商用產(chǎn)品與解決方案業(yè)務(wù)組總經(jīng)理李碩在接受第一財經(jīng)1℃記者采訪時說。
根據(jù)協(xié)議,,雙方將探討引入百度人臉識別,、圖像識別、自然語言理解,、大數(shù)據(jù)等AI能力,,在電力系統(tǒng)的客戶服務(wù)、信息化建設(shè),、能源服務(wù),、生產(chǎn)運行、電力調(diào)度、科技研究等領(lǐng)域開展深入合作,。
李碩還向1℃記者透露,,百度未來將聚焦于整個電力行業(yè),以人工智能核心技術(shù)能力為基礎(chǔ),,全面覆蓋發(fā)電,、輸電、配電,、售電,、用電等環(huán)節(jié)。
人工智能是未來智能電網(wǎng)的核心部分,。目前,,國家發(fā)改委及國家能源局、工信部都將人工智能納入發(fā)展規(guī)劃與戰(zhàn)略,,強調(diào)人工智能與各行業(yè)的融合與應(yīng)用,,其中在《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確指出推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智能電網(wǎng)建設(shè)。
“這是一個發(fā)展趨勢,?!眹夷茉椿ヂ?lián)網(wǎng)行動計劃專家組成員曾鳴對1℃記者說,“我非??春眠@種前景,。”
就像李碩所說,,AI在電力等能源行業(yè)的未來想象和發(fā)展空間還很遼闊,,國際數(shù)據(jù)公司(IDC)預(yù)計,AI撬動的智慧能源市場,,到2020年市值將達(dá)到5160億美元(約3.3萬億元人民幣),。
安徽省一變電站內(nèi),智能電網(wǎng)巡檢機器人正在對站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行夜間巡視,。東方IC圖
節(jié)省電力
AI與電力系統(tǒng)的融合,,首要表現(xiàn)是節(jié)約電力資源。
在與廣東電網(wǎng)簽署本次戰(zhàn)略合作協(xié)議之前,,百度自己先做了實驗,。2017年6月,百度科技園一個名叫智能樓宇的項目正式上線運行,,并在一個月內(nèi)為百度省下了25萬度用電量。
百度稱,,通過對AI的利用,,該項目一年有望為百度節(jié)省100萬度以上的用電量。
百度科技園是首批采用百度云天工智能樓宇解決方案的建筑園區(qū),目前它的整個樓宇空調(diào)系統(tǒng),,已經(jīng)從信息化,、自動化、智能化角度全面提升了運行效率,。通過百度云天工設(shè)備畫像技術(shù),,集成設(shè)備功能,根據(jù)峰谷電價(用電高低期間電價),、區(qū)域人員分布,、天氣溫度及其他環(huán)境數(shù)據(jù)實現(xiàn)對建筑設(shè)備的整體模式控制,從而可以提前進(jìn)行模式切換以降低建筑能耗,。
“中國建筑每年能耗大約25000億度電,。”李碩說,,“如果百度智能樓宇項目推廣到全國的建筑,,一年可以節(jié)省20%的能耗,相當(dāng)于5000億度電,?!?/p>
5000億度電,相當(dāng)于中國用電大戶廣東全省2017年一年的用電量,。而按照當(dāng)前全國主要城市居民用電平均價格為0.5元/度計算,,這相當(dāng)于節(jié)省了2500億元。
與百度相比,,谷歌在利用AI減少用電方面走得更早,、更深入。
谷歌從3年前就開始把機器學(xué)習(xí)(人工智能的核心,,使計算機具有智能的根本途徑)引入數(shù)據(jù)中心,,希望借此探索出節(jié)省公司巨大能源開支的方法。2016年,,谷歌把旗下的AI實驗室DeepMind更為細(xì)分的人工智能工具用于服務(wù)器散熱,。
DeepMind通過人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)算法,提升了數(shù)據(jù)中心的負(fù)載,,優(yōu)化了冷卻系統(tǒng),,以及更有效地管理設(shè)備,最后幫助谷歌將總用電量削減了15%,。值得一提的是,,DeepMind因開發(fā)出人工智能圍棋程序阿爾法狗(AlphaGo)而家喻戶曉,后者成功擊敗了多名世界圍棋名將而成名,。
2016年,,“阿爾法狗”因打敗世界圍棋冠軍李世石而出盡風(fēng)頭。
雖然谷歌沒有透露具體節(jié)省的金額規(guī)模,但是根據(jù)美國能源信息管理局的數(shù)據(jù),,一般企業(yè)的平均電價每兆瓦在25~40美元間,。因此,即使節(jié)省15%的能耗,,長期來看,,也將是一筆上億美元規(guī)模的成本減支。谷歌方面的數(shù)據(jù)顯示,,2014年用電總量達(dá)4402836兆瓦時,,相當(dāng)于美國366903戶家庭全年的用電量。
通過人工智能技術(shù),,能夠操控計算機服務(wù)器和相關(guān)的散熱系統(tǒng),。這個技術(shù)和DeepMind教計算機玩Atari電子游戲的原理是一樣的。DeepMind稱,,能夠使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式識別系統(tǒng)來預(yù)測用電量的變化,,從而達(dá)到節(jié)省能耗的目的。
DeepMind還打算利用人工智能幫助英國國家電網(wǎng)公司平衡電力供應(yīng)的問題,?!澳壳埃覀冋谂c英國國家電網(wǎng)公司以及其他大型電力供應(yīng)商進(jìn)行初步探討,,以便幫助解決這些機構(gòu)面臨的種種問題,。”DeepMindCEO哈薩比斯公開表示,,“無需投入新的基礎(chǔ)設(shè)施,,只通過優(yōu)化的手段,就可幫助英國節(jié)省10%的電力使用量,?!?/p>
英國國家電網(wǎng)公司擁有并運營著英國國內(nèi)的電力基礎(chǔ)設(shè)施,肩負(fù)著平衡供應(yīng)和需求的使命,。不過,,隨著近年來光電和光伏等可再生能源在英國電源結(jié)構(gòu)中的占比不斷增加,平衡電力系統(tǒng)的供需成了個大難題,??稍偕茉吹淖畲筇魬?zhàn)在于其生產(chǎn)具有間歇性,其產(chǎn)量取決于天氣條件,,如風(fēng)吹或陽光照射,。
而按照DeepMind的說法,憑借機器學(xué)習(xí)技術(shù)的強大預(yù)測功能,,人工智能能夠準(zhǔn)確預(yù)測電力的供需峰值,,最大限度降低棄風(fēng)棄光率,,降低電力系統(tǒng)對環(huán)境的影響,順帶幫助用戶節(jié)省巨額的電費支出,。
行業(yè)普遍認(rèn)為,未來,,能源供給側(cè)將不再局限于電力,,而是多種能源形態(tài)共存;能源需求側(cè)將由家庭,、企業(yè),、智能樓宇、電動汽車及各類儲能裝置等構(gòu)成,。能源供給側(cè)和需求側(cè)之間將形成智能綜合能源平臺,,各類電力設(shè)備和用電終端在平臺上互聯(lián)互通,能源流,、數(shù)據(jù)流和資金流將實現(xiàn)無縫銜接,。
李碩認(rèn)為,“現(xiàn)階段人工智能的核心支撐是數(shù)據(jù),,建立能源領(lǐng)域數(shù)據(jù)共享機制和政策尤為重要,,在安全的前提下與人工智能企業(yè)合作,應(yīng)用好此類無形資產(chǎn)將大有作為,?!?/p>
“不久的將來,到處都會安裝傳感器,,它們會按照想要的頻率記錄數(shù)據(jù),,不停地建立新的數(shù)據(jù)集?!眹H能源巨頭英國石油公司(BP)在回復(fù)第一財經(jīng)記者的采訪郵件時表示,,諸多能源業(yè)領(lǐng)域遇到的計算機科學(xué)問題都可以用AI技術(shù)解決。
除了百度,、谷歌之外,,亞馬遜、臉書,、領(lǐng)英等國際互聯(lián)網(wǎng)平臺巨頭,,也正在不斷地擴(kuò)大生態(tài)系統(tǒng),紛紛進(jìn)軍電力行業(yè),。它們正通過數(shù)字化平臺與電力等能源企業(yè)進(jìn)行聯(lián)手,。
到2020年,電力大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)市場將達(dá)到38億美元的規(guī)模,。數(shù)據(jù)來源:GTMResearch
通過AI升級智能電網(wǎng)
1℃記者獲悉,,百度之所以選擇跨界與廣東電網(wǎng)合作,,其中一個主要原因是“廣東電網(wǎng)積極擁抱AI變革”。
“我們特別重視AI的研發(fā)和應(yīng)用,,今年年初,,廣東電網(wǎng)電科院在南方電網(wǎng)率先完成了變電站巡檢機器人的100%自主研發(fā),其中的關(guān)鍵技術(shù)在日后迭代升級中能夠始終保持領(lǐng)先,?!睆V東電網(wǎng)相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受第一財經(jīng)1℃記者采訪時說,“在AI方面,,我們與百度也有了技術(shù)層面的對話空間,。”
廣東電網(wǎng)認(rèn)為,,目前,,新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)變革行業(yè)格局快速演變,,基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的顛覆性創(chuàng)新不斷涌現(xiàn),,因此“我們必須積極主動迎接挑戰(zhàn)”。
作為中國兩大電網(wǎng)公司之一的南方電網(wǎng)公司最大的子公司,,廣東電網(wǎng)資產(chǎn)總額超2000億元,,除了廣東省,它還向香港,、澳門等區(qū)域輸送電力,,供電客戶數(shù)超3000萬戶。與此同時,,廣東電網(wǎng)運營著全國最復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng),,是典型的知識密集和技術(shù)密集型企業(yè)。
隨著中國新一輪電力體制改革的不斷深入,,電網(wǎng)企業(yè)也正在“向綜合能源服務(wù)公司轉(zhuǎn)型”,。綜合能源服務(wù),是一種基于互聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù),、云計算等技術(shù)產(chǎn)生的電力商業(yè)模式。
對于廣東電網(wǎng)等電力企業(yè)來說,,轉(zhuǎn)型成為綜合能源服務(wù)公司,,可以將能源產(chǎn)業(yè)所有參與者關(guān)聯(lián)起來,以服務(wù)為導(dǎo)向,,實現(xiàn)更加全面的“互聯(lián)網(wǎng)+客戶服務(wù)”,,包括用能咨詢服務(wù)、用電行為數(shù)據(jù)服務(wù),、能效分析預(yù)測,、節(jié)能服務(wù)以及智能家居等用能服務(wù),;信息推送精準(zhǔn)服務(wù)、停電精準(zhǔn)管理,、電動汽車智能服務(wù)等,。
“廣東電網(wǎng)與百度戰(zhàn)略合作,期望以‘互聯(lián)網(wǎng)+人工智能’為牽引,,對電力服務(wù)進(jìn)行全面智能升級,。”上述相關(guān)負(fù)責(zé)人說,,“不同于傳統(tǒng)制造業(yè)自動流水線式的硬件裝備升級,我們更期望于百度AI自主機器學(xué)習(xí)的能力,,我們相信AI與電力企業(yè)的結(jié)合能夠給我們公司帶來新的活力和轉(zhuǎn)型升級發(fā)展,。”
百度打算為廣東電網(wǎng)提供全方位的人工智能技術(shù)支持,。即通過模擬,、延伸、擴(kuò)展人類智能,,基于機器視覺,、語音、自然語言處理等技術(shù),,輔助人類在電網(wǎng)各環(huán)節(jié)(輸電,、配電等)做出分析、判斷,、優(yōu)化,、決策等,相比人類能夠做到實時且不斷自我進(jìn)化,,持續(xù)幫助企業(yè)推進(jìn)智能電網(wǎng),、智慧能源。
其中,,在電網(wǎng)的輸電環(huán)節(jié),,記者從廣東電網(wǎng)獲悉,2017年,,廣東電網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)了500千伏變電站的巡檢機器人全覆蓋,,并計劃今年實現(xiàn)220千伏關(guān)鍵變電站巡檢機器人的覆蓋。在今年年內(nèi),,廣東電網(wǎng)希望利用圖像識別技術(shù),,加快變電站和線路走廊的數(shù)字電網(wǎng)建設(shè),實現(xiàn)圖像巡檢與電網(wǎng)監(jiān)測的立體聯(lián)動,,開展變電站立體巡檢,;同時,,利用深度學(xué)習(xí)技術(shù),開展電網(wǎng)災(zāi)害風(fēng)險動態(tài)評估,。
傳統(tǒng)線路巡視跋山涉水效率低,,高空作業(yè)風(fēng)險大,通過無人機,、直升機等代替人工,,可實現(xiàn)規(guī)模化,、智能化作業(yè),,提質(zhì)增效,安全性更高,。比如,,通過一張由無人機上高清變焦相機拍回的照片,在幾十米高的輸電鐵塔頂端,,一個小拇指粗的螺栓帽發(fā)生松脫現(xiàn)象,,通過特寫鏡頭得到清晰精準(zhǔn)的呈現(xiàn),而照片背后涉及高精度定位,、AI識別等技術(shù)應(yīng)用,。
來自廣東電網(wǎng)的資料顯示,作為國內(nèi)最先開展機器人巡檢作業(yè)的電力企業(yè)之一,,廣東電網(wǎng)在變電站的機巡年作業(yè)量超18萬公里,,相當(dāng)于繞地球4圈半,其中無人機巡視占85%,,作業(yè)量全球第一,,綜合效率提升了2.6倍。
但AI真正要走出實驗室還需要很長時間,?!艾F(xiàn)階段AI技術(shù)雖如火如荼地發(fā)展,但離趕超人腦還有漫長的距離,。電網(wǎng)的運行復(fù)雜多變,,人工智能技術(shù)會取代一部分簡單重復(fù)性工作崗位,但也無法完全替代我們的業(yè)務(wù)專家,?!睆V東電網(wǎng)這位相關(guān)負(fù)責(zé)人說,“AI在電力領(lǐng)域的運用空間,,有賴于人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用實踐對技術(shù)的持續(xù)迭代優(yōu)化反哺,,最終實現(xiàn)雙贏?!?/p>
而作為人工智能在電力行業(yè)中應(yīng)用的佼佼者,,美國通用電氣公司(GE)最新提出,,未來更多的發(fā)電企業(yè)、電力部門和電網(wǎng)運營商將改變原有的商業(yè)模式,,轉(zhuǎn)向數(shù)字化戰(zhàn)略,,以謀求在劇烈變化的電力市場中立于不敗之地。在智能電網(wǎng)和產(chǎn)消者趨勢的推動下,,數(shù)字化將引領(lǐng)能源行業(yè)不斷深化商業(yè)模式的變革,,從而使電力企業(yè)能在變革中保持不敗之地。
IDC預(yù)測,,到2018年,,70%的能源公司將采用數(shù)字化戰(zhàn)略。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的道路上,,誰能夠最快掌握數(shù)字化戰(zhàn)略,,誰就能成為行業(yè)的佼佼者,而不僅僅是生存者,。
實際上,越來越多的地方電力企業(yè)加入到這場電力系統(tǒng)3.0的升級戰(zhàn)中,。
日前,,國網(wǎng)山西電科院“電力系統(tǒng)人工智能聯(lián)合實驗室(山西)”獲得國家電網(wǎng)公司命名?!半娏ο到y(tǒng)人工智能聯(lián)合實驗室(山西)”前身為“電網(wǎng)設(shè)備影像分析技術(shù)實驗室”,,2010年成立,2016年1月獲得國網(wǎng)公司培育實驗室資格,。培育期間,,山西電力及相關(guān)單位結(jié)合已有科研成果,針對當(dāng)前運檢模式變革需求和智能運檢發(fā)展趨勢,,積極開展“四化”,,即成像技術(shù)全面化、影像處理機器化,、機器巡檢自主化和運檢工作智能化,。
圍繞AI智慧能源升級的時代已經(jīng)開啟。